DE202015106174U1

DE202015106174U1 - HF and UHF transponders under model vehicles

Info

Publication number: DE202015106174U1
Application number: DE202015106174.9U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2016-12-19
Anticipated expiration: 2025-11-17

Abstract

Steuerung von Modellfahrzeugen mit einem digitalen Steuersystem, dadurch gekennzeichnet, dass Orts-, Zeit- und Lageinformationen über das Fahrzeug durch Auslesen der UID (bei mehreren Tags mehrerer UIDs) und ggf. weiterer Informationen aus dem Speicher eines oder mehrerer im, am oder unter dem Fahrzeug angebrachtem Tags durch einen oder mehrere im, unter oder neben Gleis oder Straße angeordnetem Reader erfolgen und diese Informationen durch einen Controller im Reader in konsolidierter Form an den Steuerrechner weitergegeben werden.Control of model vehicles with a digital control system, characterized in that location, time and location information about the vehicle by reading the UID (for multiple tags several UIDs) and possibly further information from the memory of one or more in, at or below the Vehicle mounted tags by one or more arranged in, under or next to track or road reader and this information is passed through a controller in the reader in a consolidated form to the control computer.

Description

Zusammenfassung Summary

Bereitstellen von Informationen zur Steuerung von Fahrzeugen durch geeignete passive ggf. auch aktive two-way-TAGs unter Fahrzeugen und Auslesen der UID und weiterer im TAG gespeicherter Informationen durch ein geeignet positioniertes RFID-Lesegerät im oder an Gleis oder Straße. Auf Grund der bei Frequenzen im HF- oder UHF-Bereich möglichen schnelleren Datenübertragung können notwendigen Zeiten in denen sich der Tag im Empfangsbereich der Antenne befinden muss deutlich verringert werden. Durch kurze Leseentfernungen, können neben der ID der TAGs die Positionen des Tags relativ zum Reader, die Verweildauer über dem Reader und damit die Geschwindigkeit mit der sich die TAGs über den Readern bewegen bestimmt werden. Die Informationen können über die unterschiedlichsten Protokolle an einen geeigneten Rechner gesandt werden und dort zu einer zuverlässigeren und präziseren Berechnung und Kontrolle der einzelnen Fahrzeuge bzw. eines Fahrzeugverbandes (z.B. Zug) genutzt werden, als das mit den bisherigen Methoden möglich ist. Ein explizites Einmessen von digital gesteuerten Fahrzeugen ist nicht mehr erforderlich. Providing information for the control of vehicles by means of suitable passive possibly also active two-way TAGs under vehicles and reading the UID and further information stored in the TAG by means of a suitably positioned RFID reader in or on the track or road. Due to the faster data transmission possible at frequencies in the HF or UHF range, necessary times in which the tag is in the reception range of the antenna must be significantly reduced. By short reading distances, besides the ID of the tags, the positions of the tag relative to the reader, the length of time over the reader and thus the speed with which the tags move over the readers can be determined. The information can be sent via a variety of protocols to a suitable computer and used there for a more reliable and precise calculation and control of individual vehicles or a vehicle association (for example train), as is possible with the previous methods. An explicit calibration of digitally controlled vehicles is no longer necessary.

Beschreibung description

Modellfahrzeuge werden manuell unter Sichtkontrolle oder von einer programmgesteuerten Einheit kontrolliert bewegt. Das Steuerprogramm benötigt dazu Rückmeldungen über die Fahrtmöglichkeiten im Einsatzkontext (i.d.R. im Gleis- oder Straßenverlauf einer Modellanlage) und die statischen und dynamischen Eigenschaften, sowie die dynamischen Zustände der Fahrzeuge, insbesondere die aktuellen Zustände am aktuellen Einsatzort auf der Anlage. Solche Rückmeldungen können von stationären Rückmelden (z.B. Kontaktmelder, Strommelder, Magnetsensoren oder Lichtschranken) erfolgen. Das Ereignis wird über im Modellumfeld übliche Transportprotokolle (z-B. LocoNet, xpressnet, S88 etc.) übertragen. Als Zeitpunkt des Ereignisses wird dabei i.d.R. das Eintreffen der Nachricht bei der steuernden Einheit angenommen. Damit hängt es wesentlich auch vom Transportprotokoll ab mit welcher Genauigkeit das Ereignis zeitlich bestimmt werden kann. Die Steuerung von Fahrzeugen erfolgt bei digitalen Fahrzeugen üblicher Weise mit einem lastgeregeltem Decoder ( DE 19722453 C1 15.10.1998 ). Mit einem solchen Decoder kann man einen üblichen Elektromotor mit Permanentfeldmagneten vereinfacht als Schrittmotor betrachten. Ein Motor macht entsprechend der Anzahl der Ankerwicklungen z.B. fünf Schritte pro Motorumdrehung. Da die Ankerachse mit den Antriebsrädern des Fahrzeuges über das Getriebe mit einem festen Verhältnis verbunden ist, kann die Zentrale mittels des Decoders das Fahrzeug sehr genau bewegen, falls sie die Kenndaten genau dieses Fahrzeuges hat. Die Zentrale kennt daher theoretisch neben dem zurückgelegten Weg auch die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeuges. Da immer ein mehr oder weniger großer Schlupf auftritt müssen die Werte mittels Rückmelder überprüft und ggf. spezifisch für das jeweilige Fahrzeug korrigiert werden. Mittels der hier beschriebenen verbesserten RFID-Lösung können die Informationen für die Korrektur mit der einer ausreichenden Präzision bereitgestellt werden, dass sogar bestimmte Abschnitte des Fahrzeuges an bestimmten Abschnitten der Strecke zum Halten kommen, wie das in bestimmten Betriebsabläufen gefordert wird (z.B. beim Betanken muss Lok mit der Tankklappe an der Zapfsäule zum Halten kommen). Model vehicles are moved manually under visual control or controlled by a program-controlled unit. The control program requires feedback on the travel options in the operational context (usually in the track or road course of a model plant) and the static and dynamic properties, as well as the dynamic states of vehicles, especially the current conditions at the current location on the plant. Such feedback can be made by stationary feedback (eg contact detector, drum shaker, magnetic sensors or light barriers). The event is transmitted via standard transport protocols in the model environment (eg LocoNet, xpressnet, S88, etc.). As a rule, the time of the event is assumed to be the arrival of the message at the controlling unit. Thus, it also depends essentially on the transport protocol with which accuracy the event can be determined in time. The control of vehicles in digital vehicles usually with a load-controlled decoder ( DE 19722453 C1 15.10.1998 ). With such a decoder, one can consider a conventional electric motor with permanent field magnets simplified as a stepper motor. For example, a motor makes five steps per motor revolution according to the number of armature windings. Since the armature axis is connected to the drive wheels of the vehicle via the transmission with a fixed ratio, the center can use the decoder to move the vehicle very accurately, if it has the characteristics of exactly this vehicle. The center therefore knows theoretically next to the distance traveled and the current speed of the vehicle. Since a more or less large slip always occurs, the values must be checked by means of feedback and, if necessary, corrected specifically for the respective vehicle. By means of the improved RFID solution described here, the information for the correction can be provided with sufficient precision that even certain sections of the vehicle come to a stop at certain sections of the route, as required in certain operating procedures (eg when refueling, locomotive must be used come to a halt with the fuel filler flap on the pump).

Rolf Helbig hat sich 2001 erstmals eine RFID-Lösung im Modellbereich patentieren ( DE 10116554 A1 und DE 10116554 B4 ) lassen. Damit ist es möglich jedes Fahrzeug zu taggen, d.h. eine UID anzubringen, die vom Hersteller bei der Fertigung des Tags vergeben wird. Mit geeigneten Lesegeräten ist es – unabhängig von der Art des steuernden Systems – möglich die UID auszulesen und damit zu melden welches Fahrzeug sich zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem bestimmten Ort der Anlage befindet. Handelt es ich um eine digitale Steuerung, werden die Fahrzeuge mit einer digitalen Decoderadresse angesteuert. Das Steuerprogramm bietet die Möglichkeit die UID aus dem RFID-Nummernkreis der vom Steuerproramm verwendeten Adresse dauerhaft zuzuordnen, so dass das steuernde System weiß, um welches der ihm bekannten Fahrzeuge es sich handelt. Die Steuereinheit kann so das Fahrzeug entsprechend der in der Datenbank hinterlegten Fahrzeugeigenschaften selbst steuern bzw. die Streckeneigenschaften dem Fahrziel anpassen (z.B. Weichen schalten) kann. Ersteres geht nur bei „aktiven“ Fahrzeugen die über einen Decoder verfügen, letzteres z.B. auch bei Wagons. In 2001, Rolf Helbig patented an RFID solution in the model area for the first time ( DE 10116554 A1 and DE 10116554 B4 ) to let. This makes it possible to tag any vehicle, ie to attach a UID, which is given by the manufacturer during the production of the tag. With suitable readers, regardless of the type of controlling system, it is possible to read out the UID and thus indicate which vehicle is at a particular point in time at a specific location of the system. If I am dealing with a digital controller, the vehicles are driven by a digital decoder address. The control program offers the possibility of permanently assigning the UID from the RFID number range of the address used by the control program, so that the controlling system knows which of the vehicles known to it are concerned. The control unit can thus control the vehicle itself in accordance with the vehicle properties stored in the database or adapt the route properties to the destination (eg, switch points). The former only works with "active" vehicles which have a decoder, the latter eg also with wagons.

Die RFID-Antennen bei 125 KHz haben etwa Checkkartengröße und einen Empfangsbereich von mehr als 10 Zentimeter. Orts- und Zeitauflösung hängen von der Dimensionierung der Antenne ab (typisch für 125KHz sind ca. 200 Windungen). Mit kleineren Antennen und höherer Sendefrequenz (HF UHF) können Ort und Zeit genauer bestimmt werden. Die Verwendung der RFID Nahbereichskomponenten mit 100 mal (NFC) höherer Frequenz ermöglicht im Bereich von Smartcards und Zugangsschlüsselanwendungen unveränderten Antennenabmessungen eine Übertragung größerer Übertragungsmengen bei unverändertem Zeiten in denen Karte oder Schlüsselanhänger dem Feld des Readers befinden muss. Dies ist für sicherheitsrelevante Anwendung mit kryptografisch abgesicherter Kommunikation relevant ist, im nicht sicherheitsrelevanten Modellbereich ergeben sich dadurch zunächst erhebliche Verbesserungen durch Verringerung der erforderlichen Kontaktzeiten (es sind größere Geschwindigkeit der Fahrzeuge beim Überfahren des Readers möglich bei denen die Daten, insbesondere die UID noch zuverlässig erkannt wird) und durch Verringerung der möglichen Antennenabmessungen. Bei 10000 mal (UHF) höherer Frequenz ergeben sich mit den noch höheren Geschwindigkeiten zwar noch weitere Vorteile, jedoch sind insbesondere die Leseeinheiten deutlich teurer und EMV- mäßig schwieriger zu Handhaben. Durch Verwendung geeigneter Lesegeräte ist es nicht nur möglich das bei der 125 KHz häufig störende „Übersprechen“ (Erkennen eines TAGs auf dem Nachbargleis) zu eliminieren, bzw. bei UHF aktiv auszublenden, sondern die Präzision mit der Ort angegeben werden kann, an dem sich der TAG zu einem bestimmten Zeitpunkt befindet zu vervielfachen. The RFID antennas at 125 KHz have approximately check card size and a receiving range of more than 10 centimeters. Spatial and temporal resolution depend on the dimensions of the antenna (typical for 125KHz are about 200 turns). With smaller antennas and higher transmission frequency (HF UHF), location and time can be determined more accurately. The use of higher frequency 100 times (NFC) RFID near-end components allows for a longer transmission of large amounts of transmission in the area of smart cards and access key applications with unchanged times where the card or key fob must be located in the field of the reader. This is relevant for security-relevant application with cryptographically secured communication; in the non-security-relevant model area, this initially results significant improvements by reducing the required contact times (greater speed of the vehicles when driving over the reader are possible in which the data, in particular the UID is still reliably detected) and by reducing the possible antenna dimensions. At 10,000 times (UHF) higher frequency, the even higher speeds result in even more advantages, but in particular the reading units are considerably more expensive and are more difficult to handle with EMC. By using suitable readers, it is not only possible at the 125 KHz often annoying "crosstalk" (detection of a TAGs on the neighboring track) to eliminate, or actively hide at UHF, but the precision can be specified with the place where the TAG is at a given time to multiply.

Während die Nutzung im UHF-Bereich noch b.a.w. vergleichsweise teuer und hinsichtlich der EMV-Verträglichkeit anspruchsvoll ist, sind die Komponenten im HF-Bereich mit Einführung entsprechender Kartensysteme (z.B. elektronischer Personalausweis) und Verbreitung der NFC-Technik in Handys sind so preisgünstig geworden, das statt der bisher verwendeten 125 KHz RFID-Komponenten der Einsatz von 13,56 MHz Komponenten gemäß ISO 14443 , ISO 15693 und ISO 18000 (Proximity-Bereich) im Hobby und gewerblichen Toy-Bereich und wirtschaftlich möglich ist. Die Reader-Antennen im HF-Bereich haben üblicherweise ebenfalls Checkkartengröße oder sind etwa 40 × 40 mm groß, haben aber nur zwei bis acht Windungen. Die Antennen der Standardreader können so modifiziert werden, dass sie unter, neben oder zwischen die Gleise passen und die Selektivität gegenüber den bisherigen Lösungen erheblich verbessert werden kann. Dabei sind zwei unterschiedliche Betriebsmodi möglich eine möglichst kurze Empfangseinrichtung mit hoher Ortsauflösung um Sinne eines „Moment“-Melders und eine möglichst lange Empfangseinrichtung im Sinne eines Belegt-Melders. Letztere kann ggf. aus mehreren Empfangseinrichtungen zusammengesetzt sein, um den Belegt-Abschnitt zu verlängern. While the use in the UHF range baw still comparatively expensive and demanding in terms of EMC compatibility, the components in the RF area with the introduction of appropriate card systems (eg electronic identity card) and spread of NFC technology in mobile phones have become so low-priced instead of the previously used 125 kHz RFID components the use of 13.56 MHz components according to ISO 14443 . ISO 15693 and ISO 18000 (Proximity area) in the hobby and commercial toy area and economically possible. The reader antennas in the HF range usually also have check card size or are about 40 × 40 mm in size, but have only two to eight turns. The antennas of standard readers can be modified to fit underneath, beside or between the tracks, and significantly improve selectivity over previous solutions. Two different modes of operation are possible as short a receiving device with high spatial resolution to meaning a "moment" detector and the longest possible receiving device in terms of a busy detector. The latter may possibly be composed of several receiving devices to extend the busy section.

Die Near Field Communication (NFC) wird durch Metall im unmittelbaren Sende/Empfangsbereich der Antennen erheblich beeinflusst. Dies gilt für alle metallenen Fahrzeugbestandteile und bei Schienenfahrzeugen auch für die Schienen selber. Reader- und Tag-Antennen müssen daher genügenden Abstand von Metallteilen haben oder durch geeignete Materialien z.B. Ferriteinlagen abgeschirmt werden, wie sie z.B. Bestandteil von OnMetal-TAGs sind. Dies gilt insbesondere für die Positionierung im Bereich eines bei oder wie bei Mittelleitersystemen üblichen Schleifers (i.d.R. eine Schi- oder Löffelschleifer aus Messing oder Edelstahl). Durch geeignete Dimensionierung der Antennen in Verbindung mit Ferritmaterialien können mehrere Antennen (Reader oder/und TAG) dicht beieinander positioniert und ausgewertet werden. Bei entsprechender Dimensionierung sowohl im Gleis als auch am Fahrzeug insbesondere auch im Schleifer. Near field communication (NFC) is significantly influenced by metal in the immediate transmission / reception range of the antennas. This applies to all metal vehicle components and, in the case of rail vehicles, also to the rails themselves. Reader and tag antennas, therefore, must have sufficient clearance from metal parts or be protected by suitable materials, e.g. Ferrite inserts are shielded, as e.g. Are part of OnMetal TAGs. This applies in particular to the positioning in the area of a conventional or on center conductor systems grinder (i.d.R., a blade or bucket grinder made of brass or stainless steel). By suitable dimensioning of the antennas in conjunction with ferrite materials, multiple antennas (reader and / or TAG) can be positioned and evaluated close to each other. With appropriate dimensioning both in the track and on the vehicle especially in the grinder.

Neue Fahrzeuge werden einem üblichen Steuersystem für Modellanlagen bekannt gemacht, indem der Nutzer die Daten in die zugehörige Fahrzeugdatenbank eingibt, oder aus einem anderen Speichermedium einliest. Als Quelle sind hier beim Dreileitersystem Speicherkarten (Lokkarten) üblich. Alternativ ist eine automatische Anmeldung eines Fahrzeuges möglich indem die Daten aus dem Decoder über die Schienen und ein entsprechendes Rückmeldeprotokoll (z.B. RailCom Plus oder mfx) in die Zentrale eingelesen werden. Ein Tag mit genügend großem Speicher vorausgesetzt, können die für die Anmeldung des Fahrzeuges notwendigen Daten aus dem TAG ausgelesen werden und über Handy und eine drahtlose Verbindung (z.B. WiFi oder Bluetooth) an die Zentrale weitergegeben werden. Die Vorgehensweise entspricht einem „Pairing“ bei dem Kommunikationspartner die notwendigen Kommunikationsparameter für eine Bluetooth oder WiFI-Verbindung vorher über eine NFC-Schnittstelle austauschen. Wird ein geeigneter Reader im Gleis verwendet können die Daten auch beim ersten Aufgleisen über dem Reader aus dem TAG in die Zentrale eingelesen werden. Da die Informationsübertragung nicht über die Schienen erfolgt ist der Weg mit allen bisherigen Lösungen vereinbar (Lok-Karte, RailCom Plus, mfx). New vehicles are made known to a conventional control system for model systems by the user enters the data in the associated vehicle database, or read from another storage medium. As a source, memory cards (locomotive cards) are common here in the three-conductor system. Alternatively, an automatic registration of a vehicle is possible by the data from the decoder via the rails and a corresponding feedback protocol (e.g., RailCom Plus or mfx) are read into the center. Assuming a day with sufficient memory, the data necessary for registering the vehicle can be read from the TAG and forwarded to the control center via mobile phone and a wireless connection (e.g., WiFi or Bluetooth). The procedure corresponds to a "pairing" in which the communication partner has previously exchanged the necessary communication parameters for a Bluetooth or WiFI connection via an NFC interface. If a suitable reader is used in the track, the data can also be read from the TAG to the central unit via the reader during the first rerouting. Since the information is not transmitted via the rails, the path is compatible with all previous solutions (locomotive map, RailCom Plus, mfx).

Multiple Leser, multipe Tags Multiple readers, multipe tags

Mehrere Leser mit hinreichend kleinem Empfangsbereich können nah hintereinander im Gleis, aber auch dicht nebeneinander im Gleisbereich positioniert werden (oder beides kombiniert). Es können mehrere Leser von einem Controller angesteuert werden. Da die üblichen NFC-Chips i.d.R. über einen symmetrischen Antennenausgang verfügen, können zwei angepasste Antennen (mit entsprechend geringerer Empfindlichkeit) angeschlossen werden. Durch spezifische Beschaltung kann bei entsprechender Positionierung von Antennenloops und Tag detektiert werden, über welcher Teilantenne sich der Tag befindet. Es können mehrere Tags am selben Fahrzeuge angebracht und korrekt erfasst werden, wenn ein – von den Antennenabmessungen abhängiger Mindestabstand – zwischen den Tags eingehalten wird. Bei „langen“ Readerantennen (Belegtmeldertyp) können mittels Antikollisionsverfahren zwischen Reader und Tag auch mehrere Tags im Empfangsbereich eines Readers detektiert werden. Several readers with a sufficiently small reception area can be positioned close to each other in the track, but also close to each other in the track area (or both combined). Several readers can be controlled by one controller. Since the usual NFC chips i.d.R. have a balanced antenna output, two matched antennas (with correspondingly lower sensitivity) can be connected. By means of specific wiring it can be detected, with appropriate positioning of antenna loop and tag, over which subantenna the tag is located. Multiple tags can be attached to the same vehicle and detected correctly if a minimum distance, depending on the antenna dimensions, is maintained between the tags. With "long" reader antennas (occupancy detector type), several tags in the reception area of a reader can also be detected by means of anti-collision methods between reader and tag.

Aufgrund der hohen möglichen Lesewiederholfrequenz der NFC-Leser ist eine Zeitmessung mit einer Genauigkeit besser 5 ms möglich (bei UHF deutlich besser). Damit die steuernde Einheit von der Verbesserung der Auflösung profitieren kann, reicht die Auflösung der typischen bisher im Modellbereich verwendeten Protokolle nicht aus. Relative Zeiten z.B. Verweildauer des Tags über dem Leser oder absolute Zeiten (nach vorheriger Synchronisierung der Reader mit der Zentrale) müssen als weiteres Datum (Zeitpunkt des Ereigniseintritts) der übertragenen UID hintangestellt werden, damit die steuernde Einheit mit dieser Genauigkeit arbeiten kann. Due to the high possible read repetition frequency of the NFC readers, a time measurement with an accuracy better than 5 ms is possible (with UHF significantly better). In order for the controlling unit to benefit from improving the resolution, the resolution of the typical protocols previously used in model space is insufficient. Relative times, for example, the length of stay of the day above the reader or absolute times (after prior synchronization of the readers with the control center) must be placed as a further date (time of occurrence) of the transmitted UID in order for the controlling unit to work with this accuracy.

Gängige Tags haben UIDs von 4, 7 oder zukünftig 10 Byte UIDs, die vom Hersteller fest in den Chip des Tags einprogrammiert sind. Gängige Steuerprogramme können etwa 10000 (DCC: 1 bis 10239) Fahrzeuge adressieren, was auch für größere Modellanlagen ausreichend ist. In der Fahrzeugdatenbank von RFID unterstützenden Modellbahnsteuerprogrammen wird die UID des Tags der unter einem Fahrzeug montiert wurde, der Adresse (z.B. 1–10239) unter der der Decoder ansprechbar ist zugeordnet. Günstiger ist es, Tags zu verwenden bei denen die vom Tag als UID präsentiert Nummer vom Anwender in den Tag geschrieben würde (UID Changeable Tags). Der Anwender kann dann die gewünschte Adresse seines Steuerprogramms in den Tag schreiben und auf Seiten des Steuerprogramms ist keine weitere Zuordnung/Verwaltung nötig. Falls solche Tags nicht in den gewünschten Größen und Stückzahlen preisgünstig verfügbar sind, kann das Lesegerät so konstruiert werden, dass zu jeder UID aus dem UID-Zahlenraum durch eine geeignete Einmalfunktion immer dieselbe Adress-ID aus dem kleineren Adressraum berechnet wird. Bei einer Kollisionen (Errechnung derselben Adresse aus einem Tag mit einer anderen UID) mit muss der weitere Tagausgeschlossen werden.) Common tags have UIDs of 4, 7 or in the future 10 byte UIDs, which are programmed by the manufacturer into the chip of the tag. Common control programs can address approximately 10,000 (DCC: 1 to 10239) vehicles, which is sufficient even for larger model systems. In the vehicle database of RFID supporting model train control programs, the UID of the tag mounted under a vehicle is assigned the address (e.g., 1-10239) under which the decoder is addressable. It is cheaper to use tags where the number presented by the tag as UID would be written by the user in the tag (UID changeable tags). The user can then write the desired address of his control program in the day and on the part of the control program, no further assignment / management is necessary. If such tags are not available inexpensively in the desired sizes and quantities, the reader can be designed so that for each UID from the UID number space by a suitable one-time function always the same address ID from the smaller address space is calculated. In the case of a collision (calculation of the same address from one day with another UID) the additional day must be excluded.)

Übliche Mittelleitersysteme führen den Strom über den Mittelleiter dem Fahrzeug zu und über beide Schienen zurück. Daraus ergeben sich Vorteile bei der Usability. Durch die Rotationssymmetrie erscheint das System einfach und kann einprägsam erklärt werden. Nachteilig ist, dass seitens der Zentrale im Gegensatz zu Zweileitersystemen zwar die Fahrtrichtung nicht aber die Aufgleisrichtung eines Fahrzeuges bestimmt („ausgemessen“) werden kann. Um ein Fahrzeug zuverlässig kontrollieren zu können, ist die Kenntnis der Aufgleisrichtung erforderlich. Durch geeignete Anordnung eines oder mehrerer Tags am Fahrzeug (insbesondere in/an Schleifern) einerseits und der korrespondierenden Reader im, unter und neben dem Gleisbett andererseits kann die Zentrale u.U. in Kenntnis der Drehrichtung des Motors sowohl die Fahrtrichtung, als auch die Aufgleisrichtung detektieren. Conventional center conductor systems feed power to the vehicle via the center conductor and back across both rails. This results in advantages in usability. Due to the rotational symmetry, the system appears simple and can be explained in a memorable way. The disadvantage is that on the part of the center in contrast to two-wire systems Although the direction of travel but not the Aufgleisrichtung a vehicle determines ("measured") can be. In order to control a vehicle reliably, the knowledge of the Aufgleisrichtung is required. By suitable arrangement of one or more tags on the vehicle (especially in / on grinders) on the one hand and the corresponding reader in, under and next to the track bed on the other hand, the center u.U. Knowing the direction of rotation of the engine to detect both the direction of travel, as well as the Aufgleisrichtung.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19722453 C1 [0002]
DE 10116554 A1 [0003]
DE 10116554 B4 [0003]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

ISO 14443 [0005]
ISO 15693 [0005]
ISO 18000 [0005]

Claims

Control of model vehicles with a digital control system, characterized in that location, time and location information about the vehicle by reading the UID (for multiple tags several UIDs) and possibly further information from the memory of one or more in, at or below the Vehicle mounted tags by one or more arranged in, under or next to track or road reader and this information is passed through a controller in the reader in a consolidated form to the control computer.

The negotiation of the necessary parameters for communication (pairing) can be independent of the later used control protocol by a data exchange between day (possibly by a reader emulated day) in the vehicle and a reader in the track (or hand-guided to the day in the vehicle Reader, eg NFC-enabled mobile phone).

Tag antenna and associated reader antenna according to claim 1 are characterized in that they have, as arranged according to Fig. 1, dimensions which reduce the maximum reading distance of 4 to 10 cm to 0 to 10 mm.

Regardless of the model scale, tags with air or ferrite coil antenna coil dimensions typically ranging from about 20 mm x 12 mm down to 1.5 mm x 1.5 mm are used.

The corresponding reader antennas have between 140mm and 20mm extension in track or road longitudinal direction and about 12mm down to 2mm across to the track direction.

By mounting multiple readers in a row in the track or road area, according to claim 1, it is possible to detect which reader the vehicle first and which reader the vehicle has passed later. Knowing the distance of the reader in the track, it is possible to determine the speed of the vehicle.

In asymmetric arrangement of two tags under the vehicle and a reader (corresponding to the reading area) in the track or road area, according to claim 1 and 6, it is possible to detect which side of a vehicle was passed over the reader.

In an asymmetric arrangement of one day under the vehicle and two (each in the reading area) corresponding readers in the track or road area, according to claim 1 and 6, it is possible to detect via which reader the side of the vehicle was performed with the day ,

In an asymmetric arrangement of two tags under the vehicle and two (each in the reading area) corresponding readers in the track or road area, according to claim 1, it is possible to detect which reader on which side of the vehicle was performed.

In order for the detection results of several readers according to claim 1 to be related to each other, the time of the event must occur in an agreed time, i. the clocks of the controllers must be coordinated with each other and / or with the control panel.

By mounting multiple tags on the vehicle, in the minimum distance of the longitudinal extent in the track direction of the corresponding reader antenna, according to claim 1, it is possible to detect which part of the vehicle is when over the reader, and thus in which order the parts of the vehicle have passed the reader and it can be determined by the controller of the reader, the duration between both events in absolute time units (with knowledge of the actual distance of the mounted under the vehicle tags) can be calculated from the vehicle speed.

When a daytime vehicle enters and leaves the reading range of a reader according to claim 1, the speed of the vehicle can be estimated very accurately in absolute values over the duration of the tag's stay in the reading range of the reader by the reader's remote controller.

When choosing the small dimensions for antennas and readers according to claim 3, 4 and 5, the tags can also in the usual for the current collection of central conductor vehicles in scale H0 (eg NEM 340) introduced middle grinder (so-called "spoon grinder" or "Schischleifer") integrate , This minimizes the distance between tag and reader antenna winding and allows for optimal read ratios.

A grinder with an integrated tag in a suitable shape can be mounted by screwing or "clipping" each traction vehicle with center grinder instead of a standard spare grinder.

By asymmetric arrangement of several tags in the grinder symmetries according to NEM 645 can be disturbed on the vehicles so that in connection with asymmetrically mounted in the track readers according to claim 7, 8 and 9, a detection of the Aufgleisrichtung is possible. To the Possibilities of creating an asymmetry also include "tilting" the tag to the track level (eg clockwise by 45 degrees, forward in the direction of travel). In conjunction with two readers in the track which are tilted by plus 45 and minus 45 degrees, the Aufgleisrichtung can be detected.

Even two-wire vehicles could be equipped with an electrically non-functional grinder-like holder made of non-conductive material with integrated tag, which leads the day just above the Schienenoberkannte.

For a precise temporal evaluation of the Readerscanergebnisse according to claim 7, 8, 9, 10, it makes sense to let each other in close spatial reference reader controlled by a common decentralized controller the interpreted results (speed, possibly acceleration, deceleration) to the model train control program send and, if necessary, read larger amounts of data from the day or write to the TAG.

By choosing large ("long") antenna dimensions according to claim 3 and 5, readers can also be used as occupancy detectors for track sections.

In readers configured as occupancy detectors according to claim 18, the anti-collision method detects a plurality of tags in the same reader reception area. This makes it possible to decide if and which parts of a vehicle are in the reading area of the reader at a certain time.

The necessary according to claim 1 assignment of the UID of a TAG can be simplified by using tags with changeable UIDs. To do this, the UID in the day before the first use is written exactly the number that will be used anyway by the control program.

Alternatively, for changeable UIDs according to claim 20, the UID (4 to 7 bytes) in the reader reliably generates the same pseudo ID in the destination address range (DCC, e.g., 1 to 10239) or a subset thereof by a corresponding method. This pseudo ID can therefore be used by the controlling unit as an address.